1 стр. из 1

Сентябрь в Петербурге всегда богат на интересные события, особенно это касается строительной отрасли.

Ежегодно в рамках выставки «Балтийская Строительная Неделя» проходит множество конференций, семинаров, «круглых столов». Нынешний сентябрь не был исключением.

Эта публикация расскажет о прошедшей в рамках выставки научно-практической конференции «Клееные деревянные конструкции: современные возможности и перспективы», которая, несомненно, представляет интерес.

Мероприятие прошло при поддержке Комитетов по архитектуре и градостроительству и по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры правительства Санкт-Петербурга. Организаторами конференции выступили ЗАО «Акме-дек», ЗАО «СМФ ТВТ стройинвест», Союз строительных объединений и организаций. Ниже, к сожалению, в сокращенном варианте мы представляем вам наиболее интересные доклады участников конференции.

«Клееные деревянные конструкции (КДК): современные возможности и перспективы» Л. В. Шумилов, д. т. н., президент ЗАО «СМФ ТВТ стройинвест» свое выступление посвятил целесообразности применения клееной древесины в условиях, когда цены на металл значительно выросли.

Появление технологии склеивания дает возможность получения конструктивных элементов длиной 1 м и более, высотой 2 м и толщиной 0,5 м. А технология армирования позволила стыковать элементы транспортной длины в конструкции 60–70 м для перекрытий больших пролетов.

Все расчеты несущих каркасов в дереве ведутся компанией совместно с ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко. Можно выделить следующие особенности дерева как конструктивного материала.

1. Малый вес при значительной прочности. Это позволяет снизить нагрузку на фундаменты и стены: чем больше пролет, тем больше экономический эффект.
2. Высокая сейсмостойкость. В этом с деревом не может конкурировать ни один строительный материал, в том числе сталь и бетон. Из 4 млн. куб. м клееной древесины, изготавливаемой в мире, около 2 млн. используется в Японии для строительства сейсмостойкого жилья, в том числе в качестве каркасов для многоэтажного жилья.

3. Древесина устойчива в каркасах покрытия залов с повышенным содержанием влаги (бассейны, аквапарки и др.), металл в таких условиях требует постоянного контроля за сохранностью защитного покрытия от ржавчины.

4. Огнестойкость массивного клееного дерева значительно выше огнестойкости металла. Это связано с тем, что при пожаре обугливание КДК происходит со скоростью 0,6–0,7 мм в минуту. За час сечение уменьшается на 36 мм со всех сторон, а внутренняя часть дерева интенсивно не прогревается, что создает повышенную огнестойкость.

В большинстве случаев дерево нужно защищать по признаку огнеопасности (распространение огня при пожаре). Представляю сертификат состава, вспенивающегося при пожаре и защищающего дерево от нагрева и возгорания в течение 30 минут — показатель огнестойкости ВО(зо). Все пожары, случившиеся на объектах с деревоклееным каркасом, приводили к потере несущей способности металлических опорных и других узлов. Мы разработали методику закрытия узлов деревянными накладками, что позволяет каркасу сопротивляться пожару в течение времени нормативной огнестойкости для данного сооружения.

5. Древесина — экологически чистый материал.

6. Клееная древесина позволяет выполнять великолепный дизайн интерьера.

7. Во всем мире строительство в горах сооружений спортивного и развлекательного плана, а также гостиниц при них в большинстве случаев выполняется в дереве, учитывая сейсмический фактор, а также переменчивость погодных условий.

8. Дерево выдерживает воздействия калийных и других солей, что позволяет выполнять склады удобрений, а также прибрежных сооружений на море в клееной древесине.

Можно отметить и проблемы экономического характера: дефицит качественной доски, поскольку сегодня нет никаких документов, ограничивающих вывоз древесины на экспорт. Вывоз качественных материалов не остановило даже повышение пошлин на вывоз материала. Следующая проблема: качественные клеи производятся за рубежом и достаточно дороги, поэтому необходимо наладить производство таких клеев в России. Далее, устаревшая нормативная база.

Основные недостатки древесины: наличие пороков естественного происхождения, возможность растрескивания при усушке, поражение от воздействия биологических факторов и горение.

«Наклонное армирование в сборных несущих деревянных клееных конструкциях»
Авторы доклада: С. Б. Турковский, д. т. н., заведующий сектором лаборатории несущих клеедеревянных конструкций ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, А. А. Погорельцев, к. т. н. ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко, А. И. Боровцев, технический директор ЗАО «СМФ ТВТ стройинвест».

История возникновения наклонного армирования клееной древесины связана с образованием в 1973 г. новой отросли строительства — клееных деревянных конструкций (КДК). Организация массового производства КДК на 25 предприятиях страны без достаточного опыта в проектировании и производстве привела к заметным проблемам и отказам конструкций в эксплуатации.

Для оказания технической помощи предприятиям по инициативе проф. Л. М. Ковальчука на Волоколамском заводе была создана лаборатория деревянных конструкций ЦНИИСК. Было установлено, что отказы характеризовались недостаточной сдвиговой прочностью конструкций из-за образования непроклеев и трещин в клеевых швах. Для исправления ситуации использовались комплексные подходы, в т. ч. усиление КДК от сдвига с помощью традиционных соединений на вклеенных вдоль и поперек волокон стержнях. Применение таких соединений в производстве выявило ряд их недостатков. Поиск новых вариантов привел авторов к соединениям на вклеенных стержнях под углом 30–45° к направлению волокон, лишенных этих недостатков. Первые опыты на Волоколамском заводе в 1974 г. подтвердили эффективность таких соединений. Отметим, что в ЛИСИ (ныне ПГУПС) параллельно профессором Е. Н. Серовым теоретически была доказана целесообразность такого армирования КДК.

Всесторонние исследования в течение 10 лет соединений при вклеивании под разными углами, на разных клеях, при разных режимах нагружения и т. п. позволили использовать их в стыках и узлах конструкций. На их основе удалось разработать новую систему ЦНИИСК, включающую равнопрочные узлы и стыки элементов для всех основных видов напряженного состояния. Благодаря высокой прочности и надежности соединений были расширены возможности КДК и разработаны сборные конструкции пролетами до 100 м.

В последнее время конструктивная система ЦНИИСК строится на применении V-образных соединений.

В содружестве с ведущими проектными организациями ЦНИИСК разработано более 600 зданий с различными КДК, в т. ч. и уникальных, не имеющих аналогов. Так, в 1997 г. был впервые разработан и построен мост через МКАД длиной 102 м с жесткими вантами. В 1982 г. жесткие стыки применены при строительстве культурного центра в многопролетных балках длиной до 100 м. В 2002 г. в Абзаково для аквапарка использованы сборные балки пролетом 36 м из элементов длиной 18 м, изготовленных на Королевском заводе. Для сжато-изгибаемых элементов рам пролетом 63 м терминала в Санкт-Петербурге впервые применены четыре жестких стыка по длине.

С помощью «системы» решена актуальнейшая задача повышения сдвиговой прочности КДК. В частности, впервые разработаны линзообразные фермы пролетом до
53 м, примененные для конькобежного центра в Крылатском, во Дворце спорта «Строгино», для аквапарка в Мытищах. Система ЦНИИСК универсальна и сегодня позволяет решать все вопросы проектирования и строительства с КДК. Она освоена всеми предприятиями и обеспечивает достаточную надежность КДК.

«Краткие сведения о развитии КДК и проблемы оценки их прочности»
Докладчик — Е. Н. Серов, д. т. н., Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, проф. кафедры «Конструкции из дерева и пластмасс».

Биография клееных деревянных конструкций (КДК) начинается с изобретений Гетцера и Бакеленда в 1907 г. Первые конкурсы (1910 г.) показали высокую конкурентоспособность КДК, по сравнению с ЖБК, МК и по массе и по стоимости. Начиная с 30-х гг. прошлого века во всем мире происходит бурный рост применения КДК. Например, в США с 1948 г. каждые 2 года производство КДК увеличивалось в 2 раза, в 1953–1955 гг. — в 3 раза, а в 1955–1957 гг. — в 5 раз. В СССР действовало более 20 заводов КДК, хотя мы и отставали от объемов производства в США в 10 раз, а Германии — в 5 раз. Наиболее эффективны большепролетные КДК — ими перекрывают целые стадионы, в том числе олимпийские.

Естественно, у каждого строительного материала имеются свои достоинства и недостатки, но зарубежных архитекторов и инженеров не пугает, что дерево горит и гниет: страховые полисы на КДК и ЖБК практически одинаковы. Стоимость КДК за рубежом примерно на 30% меньше, чем МК и ЖБК, хотя по сравнению с конструкциями из цельной древесины (ДК) они дороже в 2,5–3 раза. По данным американского института строительства, ежегодные потери в США от пожаров составляют $885 млн., а от коррозии металла — 5,5 млрд.

К объективным причинам ренессанса ДК в виде КДК можно отнести следующие: древесина является единственным материалом, возобновляемым на поверхности Земли, энергоемкость пилопродукции в несколько раз меньше, чем у других материалов, в КДК устраняются ограничения размеров природных сортиментов, древесина для КДК стерилизуется в процессе высокотемпературной сушки и т. д.

Кроме достоинств КДК мировой опыт выявил и их специфический недостаток — возникновение трещин. Многие специалисты объясняют это только несоблюдением режимов склеивания, слабыми свойствами клеев, низким сопротивлением КДК на скалывание и т. д. Исследования работы КДК под нагрузками показывают, что не менее важными причинами являются особенности форм и размеров элементов и узлов, недостатки их конструктивных решений, повышенная степень анизотропии клееной древесины по сравнению с цельной и специфика напряженно-деформированного состояния (НДС) КДК, особенно в приопорных зонах и криволинейных участках. При оценке прочности КДК по максимальным нормальным и касательным напряжениям многие особенности НДС не учитываются. Не рассматривается плоское НДС с учетом всех его компонентов, пренебрегаются малые их величины (хотя и сопоставимые с малыми же сопротивлениями материала под углом), не оценивается прочность зубчато-шипового соединения и т. д.

В то же время сконструированные и рассчитанные с учетом этих особенностей, КДК не имели рекламаций при эксплуатации более четверти века.

«Обеспечение надежности и контроль качества элементов КДК»
Докладчик — И. И. Сирота, старший технический консультант ООО «ЛКЗО-Нобель»
С развитием индустрии деревянных клееных конструкций, используемых в строительстве жилых и общественных зданий и сооружений, на повестке дня все более остро встает вопрос не только обеспечения прочной и надежной конструкции как таковой, но и создания долговечных клеевых соединений, не разрушающихся в конструкциях требуемого класса на протяжении всего расчетного срока службы в заданных условиях эксплуатации.

Парадокс существующей российской системы нормирования и сертификации в области производства, строительства и применения КДК состоит в том, что на сегодняшний день действующие национальные стандарты безнадежно устарели, их требования не могут обеспечить необходимой надежности и долговечности элементов конструкций. Проблема усугубляется еще и тем, что сертификация несущих и самонесущих конструкций даже по существующим несовершенным документам не является обязательной.

Именно поэтому и производители элементов КДК, и проектировщики, и строители, и даже владельцы готовых проектов просто обязаны отдавать себе отчет о степени ответственности и осознавать потенциальный вред при приемке продукции заказчиком, если ее исполнение не соответствует требованиям промышленных стандартов.

Можно сказать, что во многом благодаря внедрению на российский рынок иностранных компаний — главных игроков на европейском рынке производства КДК — поставщиков материалов и оборудования для производства элементов КДК, а также инспекции ведущих Европейских аккредитованных институтов (МПА в Германии, ХФИ в Австрии) процесс производства на предприятиях, работающих с этими компаниями, осуществляется в большинстве случаев с учетом требований европейских стандартов и под строгим контролем производства и качества готовой продукции, соответствующей требованиям европейских нормативов.

Однако российские условия эксплуатации этих конструкций часто во многом отличаются от европейских как по климатическим, так по конструктивным характеристикам. Именно поэтому в инициативном порядке Ассоциация производителей и потребителей КДК поставила задачу (и приступила к ее выполнению) создания блока нормативных документов для контроля качества применяемых материалов и готовой продукции, а также обеспечения их надежности.

С точки зрения здравого смысла невероятно, но факт, что в России до настоящего времени вообще нет стандартов по требованиям и методам испытаний клеев даже для несущих деревянных строительных конструкций! Этой ситуацией пользуется множество компаний, предлагая российским производителям КДК клеевые системы, часто не соответствующие необходимым требованиям для производимых конструкций. О какой надежности и долговечности конструкций в этом случае вообще может идти речь?! Одним из основных принципов разработки нормативной документации является гармонизация с европейскими стандартами по требованиям и методам испытаний клеев для древесины, что одновременно соответствует закону «О техническом регулировании». Это позволяет, наконец, ввести единые правила игры на рынке клеев в России.

Важность этих разработок состоит и в том, что до принятия национальных стандартов, российские производители КДК должны иметь возможность подготовиться к вступлению в ВТО, где работают единые стандарты: приобрести соответствующее оборудование для оснащения лабораторий, обучить персонал и освоить новые стандарты. Для этого нужно время, деньги и понимание ответственности за качество производимой продукции.

Как итог этой работы совместно с Центром методологии и нормирования в строительстве в сентябре 2006 г. для производителей несущих КДК вступили в действие следующие стандарты Ассоциации производителей и потребителей деревянных клееных конструкций:
 «Элементы деревянные клееные для несущих строительных конструкций. Метод определения стойкости клеевых соединений к расслаиванию»;
 «Клеи для несущих деревянных клееных конструкций. Методы испытаний»;
 «Клей для несущих деревянных клееных конструкций. Общие технические условия»;
 «Элементы деревянные клееные для несущих строительных конструкций. Общие технические условия».

Первый из этих стандартов в 2006 г. был принят в качестве базового варианта при разработке межгосударственного стандарта и уже с 1 января 2008 г. вступает в действие как межгосударственный стандарт ГОСТ 27812-2005 «Конструкции деревянные клееные. Метод определения стойкости клеевых соединений к расслаиванию». Важность этого стандарта трудно переоценить, т. к. этот метод испытаний является очень эффективным инструментом для оценки качества склеивания и оперативного выявления дефектов технологии, а также для проверки надежности и долговечности клеевого соединения. Остальные 3 стандарта также включены в План разработки стандартов Ростехрегулирования на 2007 г., и их первые редакции как межгосударственных стандартов в сентябре были разосланы на отзыв в межгосударственные комиссии семи стран СНГ.

Будущее за КДК
Такое мнение выразил на конференции директор ГУ «Дирекция заказчика по ремонтно-реставрационным работам на памятниках истории и культуры»
И. Л. Гришин. Так, в частности, он отметил, что при восстановлении после пожара купола Троицкого собора были использованы клееные деревянные конструкции, поскольку они отвечали следующим требованиям: технологичность, легкость монтажа, легкость эксплуатации, пожаробезопасность и, конечно, цена. Сегодня уже начинаются подготовительные работы по монтажу силовых конструкций, которые должны завершиться к концу 2007 г. Вообще, КГИОП уже начинает использовать КДК при восстановлении памятников. Пример: особняк на набережной реки Мойки, 122, где часть стропильной системы была восстановлена с использованием таких конструкций. «Я считаю, — отметил И. Л. Гришин, — что у этих конструкций большое будущее».

Полная или частичная перепечатка материалов - только разрешения администрации!